改進物理演示實驗，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)

黃靈萬

【摘要】本文以“從閃電談起”演示實驗改進為例，利用自制教具改進演示實驗，創(chuàng)設趣味性情境演示實驗克服了以往實驗中較難處理的問題，實現(xiàn)了在課堂上直接演示滴水起電的過程，讓學生在演示實驗改進中深刻領會物理實驗的本質內涵，引導學生經歷概念建構或探索規(guī)律的完整過程，促進相應能力的發(fā)展，讓學生在實驗改進過程中認識物理實驗的價值和與生活、社會、科技的聯(lián)系，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)。

【關鍵詞】實驗改進;核心素養(yǎng)

2019年，教育部發(fā)布《教育部關于加強和改進中小學實驗教學的意見》明確指出，全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，發(fā)展素質教育，切實扭轉忽視實驗教學的傾向;拓展創(chuàng)新，不斷將科技前沿知識和最新技術成果融入實驗教學，豐富內容，改進方式，注重實效，強化學生實踐操作、情境體驗、探索求知、親身感悟和創(chuàng)新創(chuàng)造，著力提升學生的觀察能力、動手實踐能力、創(chuàng)造性思維能力和團隊合作能力，培育學生的興趣愛好、創(chuàng)新精神、科學素養(yǎng)和意志品質。

教師立足實情探索符合發(fā)展學生核心素養(yǎng)的方法來審視物理實驗，從物理演示實驗改進入手，利用身邊的材料改進實驗和創(chuàng)新實驗教學方式，促進傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代新興科技有機結合，切實增強實驗教學的趣味性和吸引力，鼓勵學生主動自制實驗教具和做課外實驗，逐漸培養(yǎng)學生成為創(chuàng)新型、實用型、復合型人才，使學生養(yǎng)成終身發(fā)展所需的必備品格與關鍵能力。下面以粵滬版九年級物理下冊《從閃電談起》演示實驗教學為例，談談通過改進演示實驗來提升學生的核心素養(yǎng)。

一、增強趣味性的演示實驗，促使學生形成物理觀念

在演示實驗課堂中增加具有科學性、創(chuàng)造性、新穎性、趣味性的演示實驗，能有效地幫助學生理解物質運動和相互作用的基本知識，深刻理解物理概念和物理規(guī)律，促使學生形成物理觀念。

演示實驗一：靜電章魚

實驗器材：羊毛一塊，長1米PVC供水管1根，紅色塑料帶一根。

實驗過程：將紅色塑料帶撕成一條條絲，用羊毛在紅色塑料絲摩擦直到塑料絲產生靜電相互分開，接著再用羊毛快速摩擦PVC管直到聽到啪啪的聲音，將塑料絲把在PVC管上方，會驚奇地看到將塑料絲四周飛散開來懸浮在空中，像一只在水中游動的章魚。極大地激起了學生的興趣，帶給學生快樂的精神體驗。

設計意圖：學生通過觀察塑料與毛摩擦后產生靜電，能使學生認真觀察分析，能改變學生被動接受知識的學習方式，主動參與知識的建構，使學生經歷概念形成的過程，為學生的繼續(xù)學習和終身發(fā)展奠定基礎，幫助學生建立科學的概念，培養(yǎng)了學生的物理觀念。

二、打破常規(guī)演示實驗，培養(yǎng)學生科學思維能力

物理實驗教學要注重對學生建立物理實驗模型的培養(yǎng)，要讓物理的演示實驗真正活起來，必須打破常規(guī)演示實驗，要精心設計可操作的物理演示實驗教具，利用身邊的材料改進演示實驗給予學生充分體驗的時間、空間，激活學生的思維動機，使實驗課堂成為播撒思考的種子，培養(yǎng)學生的思維能力。

演示實驗二：靜電鈴鐺

實驗器材：易拉罐四個、羊毛、PVC水管一根、鋁箔兩條、塑料吸管一根。

實驗過程：用PVC管與羊毛摩擦，PVC管就會帶上靜電，當把帶電的水管與鋁箔條接觸時，靜電就會轉移到易拉罐上，由于帶電物體會吸引輕小物體，這時候，金屬小環(huán)就會被吸引過來并撞擊一下易拉罐，撞擊的同時，金屬小環(huán)也帶上了同種電荷，由于同種電荷相互排斥的原因，金屬小環(huán)很快就被排斥到了旁邊并撞擊了第二個易拉罐，撞擊的過程中小環(huán)的靜電又轉移到了第二個罐子上，第二個罐子通過鋁箔條連接了大地，于是靜電很快就轉移走了，金屬小環(huán)也沒有電了，于是就繼續(xù)下一個循環(huán)，一個鈴鐺不震撼，再串聯(lián)2個，用四個易拉罐做了一個系列鈴鐺。當把鈴鐺和罐子固定好后，開始摩擦起電，三個金屬小環(huán)按順序依次開始擺動。

設計意圖 ：建構物理模型，可以讓學生深刻理解電荷的流動，觀察到同種電荷相互排斥的規(guī)律，培養(yǎng)學生科學的態(tài)度，觀察、分析問題的思維能力和創(chuàng)新能力，從而激發(fā)學生進行獨立思考，打破了學生的思維定勢，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力。

三、拓展創(chuàng)新性演示實驗，培養(yǎng)學生的科學探究素養(yǎng)

對于傳統(tǒng)實驗教具結合現(xiàn)有科技進行改進，不斷將科技前沿知識和最新技術成果融入演示實驗教學，即滿足課堂教學之需，又能讓每個學生對物理變化發(fā)展的過程產生興趣，而且能夠更好地理解一些簡單有趣的科學小實驗的背后的科學知識，提高物理演示實驗的效果，培養(yǎng)學生的科學探究素養(yǎng)。

演示實驗三：滴水起電

實驗器材：兩個鐵罐、三個桶、兩條滴管、一個鐵球、兩條導線電、LED燈。

實驗過程：做好一個架臺，在上方放一個滴水桶，中間放兩個鐵罐，下方放兩個裝水桶，上方水桶鉆兩個孔用來滴水，每個孔流出水滴各自通過一個導電環(huán)流到相應的桶里。左側的桶通過導線與右側的導電環(huán)相連接導通，同樣右側的桶通過導線與左側的導電環(huán)相連接導通。此裝置的每一部分開始時不帶電，當水滴入兩個鐵罐時發(fā)現(xiàn)中間的鐵球向兩邊擺動，用LED燈觸碰到鐵罐發(fā)現(xiàn)會亮。

設計意圖 ：滴水起電演示實驗會激發(fā)學生強大的好奇心，使學生原有的知識與需掌握的新知識發(fā)生強烈的認知沖突，學生認為只有摩擦才會起電，而滴水也會起電讓學生大開眼見，拓寬學生思維，提高學生的認知能力，引發(fā)學生更深層次的的思考，誘導學生進一步去探究科學動力，激發(fā)了學生科學的探究能力及創(chuàng)新精神。

四、創(chuàng)設真實演示實驗情境，培養(yǎng)學生科學態(tài)度與責任

在物理演示實驗教學中應從學生發(fā)展的角度出發(fā)，創(chuàng)設真實演示實驗情境，注重知識應用喚醒學生的創(chuàng)新意識，激活知識應用，并能夠通過知識遷移應用于實際生活，創(chuàng)造性地解決實際問題，提升學生的科學態(tài)度與責任。

演示實驗四：靜電除塵

實驗器材：手搖動感應起電機、礦泉水瓶、塑料、金屬薄片、香煙、導線。

實驗過程：將一個大礦泉水瓶底部剪開，在大礦泉水瓶子內側貼入金屬薄片，用一根黃色導線的一端接金屬薄片，另一端接感應起電機金屬球。在塑料底座插入金屬薄片，用一根紅色導線的一端接金屬薄片，另一端接感應起電機金屬球。在塑料底座中間插入一支正點燃的香煙并冒一縷縷白煙，用礦泉水瓶蓋住塑料底座，將礦泉水瓶蓋扭緊，等煙霧布滿整個瓶內后，讓學生上臺展示手搖動感應起電機，觀察到煙慢慢消失，停止發(fā)電，用餐巾紙擦拭金屬片的內側，可看到有黑色的粉塵，發(fā)現(xiàn)煙霧顆粒被吸附金屬片上。

設計意圖：該演示儀可模擬化工廠靜電除塵的過程，可以非常直觀地演示靜電除塵的過程，讓學生親眼看到靜電除塵的效果，培養(yǎng)其環(huán)保意識，引導學生運用所學過的物理知識去分析、解決生產和生活中的實際問題，讓學生理解科學、技術、社會、環(huán)境關系的基礎上，逐漸形成對科學和技術應有的正確態(tài)度和責任感。

總之，通過演示實驗的改進，使抽象枯燥的知識變得生動有趣。增強演示實驗的趣味性，激勵學生的好奇心，激發(fā)學生創(chuàng)新潛能，引領學生進行大膽地自制演示實驗教具和演示實驗改進，充分發(fā)揮學生自己的主觀能動性，并讓每個學生能參與演示實驗改進過程，培養(yǎng)了學生對物理知識和原理的表述能力，提升了學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，潛移默化中也培養(yǎng)了學生的物理核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]李瑛.改進物理演示實驗，提升學科核心素養(yǎng)[J].中學物理， 2018（9）.

[2]梅利華.打破常規(guī)，巧妙自制實驗教具[J].課程教育研究，2013（3）.